우주는 상상할 수 없을 만큼 거대하며, 인간이 이해할 수 있는 범위를 훨씬 넘어섭니다. 이 우주에는 가장 작은 양자 입자부터 가장 큰 구조인 은하와 은하단까지 다양한 크기와 거리를 가진 것들이 존재합니다. 이번 글은 우주에서 가장 큰 구조들에 대해 설명하는 16부 시리즈 중 한 부분입니다. 다음 작은 길이 척도에는 쿼크와 전자와 같은 아원자 입자가 있습니다. 쿼크는 결합하여 양성자와 중성자를 만들고, 이들이 전자와 결합하여 원자를 형성합니다. 참고로, 원자는 물질을 구성하는 가장 작은 단위로, 지름이 0.1 나노미터(또는 그 이하)에 불과합니다. 원자는 매우 작지만 대부분이 빈 공간이며, 핵은 원자 부피의 일부분만 차지합니다.
분자는 동일한 종류의 원자(예: 산소)로 구성되거나 두 가지 다른 종류의 원자로 구성될 수 있습니다. 생물학적 세포는 가장 작은 살아있는 단위로, 몇 마이크로미터(세균)에서 100 마이크로미터(진핵 세포)에 이릅니다. 이 세포들은 모두 생명 활동을 수행하는 데 필요한 세포 소기관과 분자 기계를 포함하고 있습니다.
사람들은 거리를 미터와 킬로미터 단위로 측정합니다. 사람의 평균 키는 약 1.7미터입니다. 여행 목적지의 경우 몇 킬로미터에서 수천 킬로미터에 걸쳐 국가와 대륙을 가로질러 이동합니다. 지구의 지름은 약 12,742킬로미터입니다. 가장 큰 위성 중 하나는 지름이 3,474킬로미터 이상입니다. 지구의 평균 거리는 달과의 궤도에서 약 384,400킬로미터입니다.
목성과 토성 같은 가스 행성은 가장 큰 행성들이며(그래서 목성형 행성이라고 불림), 수성 및 화성 같은 지구형 행성은 고체 금속 핵과 일부 화산 활동을 가지고 있지만 액체 물이 없어 판 구조론이 없습니다. 태양계는 태양, 행성 및 위성, 소행성 및 혜성 등 다양한 작은 물체, 그리고 어마어마한 부피를 포함하여 대부분의 사람들이 다룰 수 있는 것보다 훨씬 큽니다. 해왕성(가장 외곽의 알려진 행성)에서 태양까지의 평균 거리는 약 45억 킬로미터(30 AU)입니다. 오르트 구름은 태양으로부터 약 5만에서 20만 AU 떨어진 위치에 있는 혜성의 구형 구름으로 가정됩니다. 힐 구체(또는 로슈 구체)는 중력에 의해 결합된 물체가 더 큰 물체에 의해 잡아먹히지 않을 확률이 높은 대략적인 부피를 나타냅니다.
가장 가까운 별인 프록시마 센타우리까지의 거리는 약 4.24광년(약 40조 킬로미터 또는 272만 AU)입니다. 광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리로 약 9.46조 킬로미터(약 6조 마일)입니다. 우리 은하인 은하수는 수많은 별, 가스 구름, 암흑 물질로 구성되어 있으며 지름이 10만 광년이 넘으며 1,000억 개 이상의 별을 포함합니다. 우리 은하수는 약 50개 이상의 은하로 구성된 국부 은하군에 속하며, 여기에는 약 253.7만 광년 떨어진 안드로메다 은하도 포함됩니다. 은하단은 더 큰 초은하단으로 모일 수 있습니다. 국부 은하군은 지름이 약 1억 1천만 광년인 처녀자리 초은하단 내에 위치합니다. 초은하단은 거대한 공백 사이에 위치한 필라멘트 네트워크에 연결되어 있으며, 이 웹 구조를 우주 거미줄이라고 합니다.
관측 가능한 우주는 지름이 920억 광년이 넘는 구형 영역입니다. 이는 빅뱅 이후 138억 년 동안 이미지가 이동할 수 있는 거리로, 관측 가능한 우주의 지름은 약 930억 광년이며 2조 개의 은하가 포함되어 있습니다. 그러나 관측 가능한 우주가 아무리 경이롭더라도, 관측되지 않은 물질이 훨씬 더 많이 존재할 수 있습니다. 우주는 무한할 수도 있고, 우리가 고려할 수 있는 크기보다 더 클 수도 있습니다. 이론적 모델에 따르면 전체 우주는 우리가 현재 보는 것보다 훨씬 클 수 있습니다.
우주에 대한 모든 것은 그것이 얼마나 거대하고 복잡한지 보여줍니다. 아원자 입자에서 은하 초은하단에 이르기까지 모든 규모의 질서는 독특한 존재 관점을 제공합니다. 광대함을 인식하는 것은 숨이 막히지만, 인간이 미지의 세계로 점점 더 나아가면서 과학적 발견을 더욱 촉진합니다.